基于軌道交通高架站主體屋面鋼結(jié)構(gòu)安裝的實(shí)踐性探索

何金節(jié)

摘 要：軌道交通是連接城市間的紐帶，進(jìn)而影響到城市經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。預(yù)計(jì)到2020年，全國(guó)軌道交通運(yùn)營(yíng)總里程約六千公里。本文詳細(xì)論述了合肥市軌道交通3號(hào)線高架車站主體屋面鋼結(jié)構(gòu)施工，對(duì)該項(xiàng)目主要亮點(diǎn)措施進(jìn)行總結(jié)，旨在為類似工程施工提供借鑒。

關(guān)鍵詞：軌道交通 鋼結(jié)構(gòu) 高架站

軌道交通高架車站是指區(qū)間及站臺(tái)架空于城市路面以上，以高架橋梁為行走方式的軌道線路車站。軌道交通中高架線路具有節(jié)省投資、建設(shè)周期短、內(nèi)部系統(tǒng)簡(jiǎn)單、出行舒適觀景方便、投資概算少等優(yōu)點(diǎn)。車站屋面安裝建設(shè)是高架車站的重要組成部分，其技術(shù)難度大，制約因素多，本文以工程實(shí)例對(duì)該類工程展開(kāi)研究。

1、項(xiàng)目簡(jiǎn)介

合肥市軌道交通3號(hào)線高架段含四座高架車站主體屋面鋼結(jié)構(gòu)施工，四座車站結(jié)構(gòu)形式：學(xué)林路站、職教路站、大眾路站、相城路站均為鋼框架式，其中結(jié)構(gòu)縱向柱距6.0m，橫向最大跨度18.0m。鋼結(jié)構(gòu)柱采用箱型截面，梁采用H型和箱型截面，鋼材材質(zhì)為Q345B。高架車站主體鋼結(jié)構(gòu)順橋向劃分為1-12軸，其中兩端懸挑，結(jié)構(gòu)整體呈魚(yú)腹式形狀。主體框架結(jié)構(gòu)由鋼柱、主梁、次梁、挑梁、檁條組成，各節(jié)點(diǎn)采用螺栓及焊接連接。鋼柱通過(guò)地腳螺栓連接在車站軌行區(qū)混凝土結(jié)構(gòu)上，地腳螺栓由土建單位先行預(yù)埋。作為合肥市軌道交通首座高架段，其重要性不言而喻，對(duì)后續(xù)線路高架段具有引導(dǎo)意義。

2、安裝前期準(zhǔn)備工作

（1）鋼結(jié)構(gòu)安裝前，應(yīng)按構(gòu)件明細(xì)表核對(duì)進(jìn)場(chǎng)構(gòu)件的數(shù)量。

（2）檢查安裝用的連接板、夾板、普通螺栓、高強(qiáng)度螺栓等是否齊備，鋼構(gòu)件在安裝前應(yīng)清除附在表面的灰塵、冰雪、油污和泥土等雜物。

（3）鋼構(gòu)件的鋼柱、橫梁、支撐等主要構(gòu)件安裝就位后，對(duì)不能形成穩(wěn)定空間體系的應(yīng)實(shí)施臨時(shí)加固。

（4）鋼結(jié)構(gòu)的安裝、校正應(yīng)考慮外界環(huán)境（風(fēng)力、溫差、日照等）和焊接變形等因素的影響，并采取相應(yīng)的調(diào)整措施。

3、項(xiàng)目施工方案

（1）根據(jù)施工方案，所需鋼構(gòu)件的最大長(zhǎng)度為16米，最大重量為3噸，車站有效寬度22米，吊車的站位按照交通疏解方案封閉一側(cè)道路主干道。鋼絲繩吊鉤與吊帶扣好，構(gòu)件起吊穩(wěn)當(dāng)后，吊車吊臂作業(yè)范圍內(nèi)應(yīng)無(wú)作業(yè)人員。鋼構(gòu)件按各規(guī)格分開(kāi)碼放，枕木墊起離地20㎝。

鋼結(jié)構(gòu)安裝，車站主體鋼結(jié)構(gòu)平面順向分為1-12軸，橫向分為A-D軸，鋼柱為順向兩側(cè)布置，單側(cè)共計(jì)22根，間距5.55m。由于6、7軸中間有一道橫向伸縮縫，為保證主體鋼結(jié)構(gòu)安裝后的穩(wěn)定性，防止因結(jié)構(gòu)變形或吊裝碰撞等影響造成坍塌事故，以1-6軸、7-12軸為兩個(gè)施工區(qū)段，主體鋼結(jié)構(gòu)吊裝順序遵從以建立單元體連成整體的方法依次推進(jìn)，鋼梁為焊接H型鋼，事先在鋼構(gòu)制作車間預(yù)制拼裝好，水平運(yùn)輸?shù)降跹b位置附近。鋼梁就位后，曲臂車靠近梁柱節(jié)點(diǎn)位置實(shí)施安裝。順橋向GL3梁長(zhǎng)度5.5m，為焊接H型鋼，單根重量0.6t，架設(shè)于兩根鋼柱之間，采取與鋼柱同樣吊裝方式進(jìn)行兩側(cè)吊裝施工。

（2）主梁安裝時(shí)吊車選型

通過(guò)鋼梁頂標(biāo)高與現(xiàn)狀原地面標(biāo)高對(duì)比，以及該起重機(jī)吊裝間隙、鎖具高度相加，高度：H=37.861m，得出吊臂分角α=59.87°，最重的鋼梁為2.8噸。因而計(jì)算吊車在最不利情況下需要的臂長(zhǎng)：

L=Hmax/sinα=34.466/sin59.87°=39.85m。

對(duì)照STS-500S型汽吊技術(shù)參數(shù)：主臂長(zhǎng)43.5m，主臂長(zhǎng)>L符合要求，回轉(zhuǎn)半徑為20米（根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況而定）時(shí)起重能力Q=3.8噸>2.8噸，故選用此吊車滿足吊裝要求。

（3）鋼立柱安裝時(shí)吊車選型。由于職教路站、大眾路站南側(cè)均有10kv高壓桿線通過(guò)，高壓線距離車站邊最小距離10.4m，為保證吊裝過(guò)程中安全，對(duì)一側(cè)有高壓線通過(guò)鋼柱吊裝進(jìn)行復(fù)核。

鋼柱頂標(biāo)高與現(xiàn)狀原地面標(biāo)高對(duì)比，以及該起重機(jī)吊裝間隙、鎖具高度相加，高度：H=24.551m，得出吊臂分角α=70.48°，最重的鋼柱為1.5噸。因而計(jì)算吊車在最不利情況下需要的臂長(zhǎng)：

L=Hmax/sinα=21.156/sin70.48°=22.45m。

對(duì)照STS-500S型汽吊技術(shù)參數(shù)：主臂長(zhǎng)25.39m，主臂長(zhǎng)>L符合要求，回轉(zhuǎn)半徑為7.5米時(shí)起重能力Q=19噸>1.5噸，且吊裝過(guò)程中主臂與高壓線水平距離4.03m～7.189m，垂直方向距離10.05～16.54m。滿足吊裝安全要求。

學(xué)林路站距離車站邊緣：380v距離21.4m，10kv距離25.4m，110kv距離28.7m，滿足吊裝安全要求。

（4）吊具選型。根據(jù)本項(xiàng)目鋼構(gòu)件重量，最重的為鋼梁，單個(gè)2.8噸，查工具書(shū)得知捆綁吊索安全系數(shù)為8～10，本案取安全系數(shù)為8。查表得知破壞最小拉力298KN。

由[F]=P/K=298KN÷8=37.25KN

最重鋼梁鋼絲繩所受拉力為： （0.5+0.5+2.8）÷2÷sin45=2.687t≈26.87KN（鋼絲繩吊裝夾角約為45度）

因?yàn)椋轰摻z繩所受拉力26.87kN<298KN÷8=37.25KN

擬選用鋼絲繩為14m長(zhǎng)φ21.5（6×37+1）-1700N/ mm2鋼絲繩兩根作為主吊裝鋼絲繩，二股受力本次選用的鋼絲繩符合要求。

注：其余構(gòu)件均小于本鋼梁重量，故吊小段時(shí)采用同樣鋼絲繩，在此不再核算。

4、項(xiàng)目亮點(diǎn)措施

本項(xiàng)目采取多項(xiàng)措施對(duì)施工進(jìn)行控制，嚴(yán)格保證施工質(zhì)量和安全，主要包括：充分利用計(jì)算機(jī)和信息化技術(shù)，為了加快施工進(jìn)度，通過(guò)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)編制計(jì)劃。在施工進(jìn)度的控制中利用網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃技術(shù)，根據(jù)收集的實(shí)際進(jìn)度信息，比較和分析進(jìn)度計(jì)劃，利用網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃的工期優(yōu)化、工期與成本優(yōu)化和資源優(yōu)化的理論，合理調(diào)整計(jì)劃。

5、結(jié)語(yǔ)

城市軌道交通建設(shè)關(guān)系城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展的命脈，是社會(huì)效益及政治方面的共同需求。而軌道交通高架站主體屋面又是一項(xiàng)復(fù)雜的工程，它周期長(zhǎng)、涉及專業(yè)廣、施工工藝復(fù)雜以及易受外界環(huán)境及因素的影響等等因素，使得我們必須重視和加強(qiáng)對(duì)施工的管理。由上面論述，把握好施工技術(shù)與質(zhì)量控制的平衡點(diǎn)，將工程保質(zhì)保量完成;加強(qiáng)安全風(fēng)險(xiǎn)的管理，預(yù)防為主，降低或消除一切風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)，將項(xiàng)目建成精品工程、亮點(diǎn)工程。

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